Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
В химии динамический метод Монте-Карло (DMC) – это метод Монте-Карло для моделирования динамического поведения молекул путем сравнения скоростей отдельных шагов со случайными числами. По сути, он эквивалентен методу кинетического Монте-Карло. В отличие от метода Монте-Карло Метрополиса, который применялся для изучения систем в равновесии, метод DMC используется для исследования неравновесных систем, таких как реакции, диффузия и так далее (Meng and Weinberg 1994). Этот метод в основном применяется для анализа поведения адсорбатов на поверхностях. Существует несколько известных методов выполнения симуляций DMC, включая метод первой реакции (FRM) и метод случайного выбора (RSM). Хотя FRM и RSM дают одинаковые результаты для заданной модели, требуемые вычислительные ресурсы различаются в зависимости от рассматриваемой системы. В FRM происходит реакция с минимальным временем из списка событий. В списке событий хранятся предполагаемые времена для всех возможных реакций. После выбора события, время системы продвигается до времени реакции, и список событий пересчитывается. Этот метод эффективен с точки зрения вычислительного времени, поскольку реакция всегда происходит за один шаг. Однако он требует значительного объема компьютерной памяти из-за списка событий, что затрудняет его применение к крупномасштабным системам. RSM определяет, произойдет ли реакция выбранной молекулы, сравнивая вероятность перехода со случайным числом. В этом методе реакция не обязательно происходит за один шаг, поэтому требуется значительно больше вычислительного времени, чем в FRM. Однако этот метод экономит компьютерную память, поскольку не использует список событий, что позволяет рассчитывать крупномасштабные системы.
In chemistry, dynamic Monte Carlo (DMC) is a Monte Carlo method for modeling the dynamic behaviors of molecules by comparing the rates of individual steps with random numbers. It is essentially the same as Kinetic Monte Carlo. Unlike the Metropolis Monte Carlo method, which has been employed to study systems at equilibrium, the DMC method is used to investigate non equilibrium systems such as a reaction, diffusion, and so forth (Meng and Weinberg 1994). This method is mainly applied to analyze adsorbates' behavior on surfaces. There are several well known methods for performing DMC simulations, including the First Reaction Method (FRM) and Random Selection Method (RSM). Although the FRM and RSM give the same results from a given model, the computer resources are different depending on the applied system. In the FRM, the reaction whose time is minimum on the event list is advanced. In the event list, the tentative times for all possible reactions are stored. After the selection of one event, the system time is advanced to the reaction time, and the event list is recalculated. This method is efficient in computation time because the reaction always occurs in one event. On the other hand, it consumes a lot of computer memory because of the event list. Therefore, it is difficult to apply to large scale systems. The RSM decides whether the reaction of the selected molecule proceeds or not by comparing the transition probability with a random number. In this method, the reaction does not necessarily proceed in one event, so it needs significantly more computation time than FRM. However, this method saves computer memory because it does not use an event list. Large scale systems are able to be calculated by this method.